Ποια είναι τα προϊόντα της κυτταρικής αναπνοής;

Τα κύτταρα είναι μικροσκοπικά δοχεία πολλαπλών χρήσεων που αντιπροσωπεύουν τις μικρότερες αδιαίρετες μονάδες ζωής, καθώς εκδηλώνουν αναπαραγωγή, μεταβολισμό και άλλες "ζωντανές" ιδιότητες. Στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι οι προκαρυωτικοί οργανισμοί (μέλη των τομέων ταξινόμησης βακτηρίων και Archaea) σχεδόν πάντα αποτελούνται από ένα μόνο κύτταρο, πολλά ανεξάρτητα κύτταρα είναι κυριολεκτικά ζωντανά.

Τα κύτταρα χρησιμοποιούν ένα μόριο που ονομάζεται τριφωσφορική αδενοσίνη ή ATP, ως πηγή καυσίμου. Προκαρυώτες βασίζομαι αποκλειστικά σε γλυκόλυση - η διάσπαση της γλυκόζης σε πυροσταφυλικό - ως οδό για τη σύνθεση του ATP · Αυτή η διαδικασία αποδίδει συνολικά 2 ΑΤΡ ανά μόριο γλυκόζης.

Σε αντίθεση, ευκαρυώτες - ζώα, φυτά και μύκητες - είναι και τα δύο πολύ μεγαλύτερα και διαθέτουν πολύ πιο πολύπλοκα μεμονωμένα κύτταρα από τα προκαρυωτικά, καθιστώντας τη γλυκόλυση από μόνη της ανεπαρκή για τις ενεργειακές τους ανάγκες. Εκεί είναι που κυτταρική αναπνοή, η πλήρης διάσπαση της γλυκόζης παρουσία μοριακού οξυγόνου (Ο

Διαβάστε περισσότερα για το τι είναι η κυτταρική αναπνοή.

Η διαδικασία κυτταρικής αναπνοής συμβαίνει σε ευκαρυώτες και καλύπτει τεχνικά τη γλυκόλυση, το Κύκλος Krebs και το αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (ETC). Αυτό είναι επειδή όλα τα κύτταρα αρχικά αντιμετωπίζουν τη γλυκόζη με τον ίδιο τρόπο - τρέχοντας μέσω γλυκόλυσης. Στη συνέχεια, σε προκαρυώτες, το πυροσταφυλικό μπορεί να εισέλθει μόνο σε ζύμωση, το οποίο επιτρέπει στη γλυκόλυση να συνεχίσει «ανάντη» μέσω της αναγέννησης ενός ενδιάμεσου που ονομάζεται NAD⁺.

Επειδή, όμως, τα ευκαρυωτικά μπορούν να χρησιμοποιούν οξυγόνο, τα μόρια του πυροσταφυλικού άνθρακα εισέρχονται στον κύκλο Krebs ως ακετύλιο CoA και τελικά αφήνουν τον ETC ως διοξείδιο του άνθρακα (CO₂). Τα προϊόντα κυτταρικής αναπνοής που ενδιαφέρουν είναι τα 34 έως 36 ATP που παράγονται μαζί στον κύκλο Krebs και το ETC μαζί - τα δύο μέρη της κυτταρικής αναπνοής που υπολογίζονται ως αερόβια ("με οξυγόνο") αναπνοή.

Η πλήρης, ισορροπημένη αντίδραση ολόκληρης της διαδικασίας κυτταρικής αναπνοής μπορεί να αναπαρασταθεί με:

ντο₆Η₁₂Ο₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6 Ω₂O + ~ 38 ATP

Μόνο η γλυκόλυση, μια μορφή αναερόβιας αναπνοής που εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα, αποτελείται από την αντίδραση:

ντο₆Η₁₂Ο₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 σελ_Εγώ → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 Η⁺ + 2 Ω₂Ο

Σε ευκαρυώτες, α αντίδραση μετάβασης στα μιτοχόνδρια παράγει ακετύλιο συνένζυμο Α (ακετύλιο CoA) για τον κύκλο Krebs:

2 Χ₃(C = O) COOH + 2 NAD⁺ + 2 συνένζυμο A → 2 ακετύλιο CoA + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 CO₂

Η συνεργασία₂ στη συνέχεια εισέρχεται στον κύκλο Krebs συνδέοντας το οξαλοξικό.

Η κυτταρική αναπνοή ξεκινά με γλυκόλυση, μια σειρά από 10 αντιδράσεις στις οποίες είναι ένα μόριο γλυκόζης φωσφορυλιωμένο δύο φορές (δηλαδή, έχει δύο ομάδες φωσφορικών αλάτων συνδεδεμένες σε διαφορετικούς άνθρακες) χρησιμοποιώντας 2 ATP και στη συνέχεια χωρίζονται σε δύο ενώσεις τριών-άνθρακα καθε απόδοση 2 ATP καθ 'οδόν προς το σχηματισμό πυροσταφυλικού. Έτσι, η γλυκόλυση παρέχει 2 ATP απευθείας ανά μόριο γλυκόζης, καθώς και δύο μόρια του φορέα ηλεκτρονίων NADH, το οποίο έχει ισχυρό ρόλο κατάντη στο ETC.

Στον κύκλο Krebs, CO₂ και η ένωση τεσσάρων άνθρακα οξαλοξικός ενώστε για να σχηματίσετε το μόριο έξι άνθρακα κιτρικό άλας. Το κιτρικό μειώνεται σταδιακά και πάλι σε οξαλοξικό, γυρίζοντας ένα ζευγάρι CO₂ μόρια και επίσης παράγουν 2 ATP ανά CO₂ μόριο που εισέρχεται στον κύκλο, ή 4 ATP ανά γλυκόζη μόριο πολύ ανάντη. Το πιο σημαντικό, ένα σύνολο 6 NADH και 2 FADH₂ (ένας άλλος φορέας ηλεκτρονίων) συντίθενται.

Τέλος, τα ηλεκτρόνια των NADH και FADH₂ (δηλαδή, τα άτομα υδρογόνου τους) απογυμνώνονται από ένζυμα της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και χρησιμοποιούνται για να τροφοδοτήσουν τη σύνδεση φωσφορικών αλάτων στο ADP, αποδίδοντας πολλά ATP - περίπου 32 συνολικά. Απελευθερώνεται επίσης νερό σε αυτό το βήμα. Έτσι, η μέγιστη απόδοση ΑΤΡ της κυτταρικής αναπνοής από γλυκόλυση, ο κύκλος Krebs και ο ETC είναι 2 + 4 + 32 = 38 ΑΤΡ ανά μόριο γλυκόζης.

Διαβάστε περισσότερα για τα τέσσερα στάδια της κυτταρικής αναπνοής.